11. Ενεργειακή Επιθεώρηση σε Νοσοκομειακή Μονάδα

Transcript

1 ιαχείριση Ενέργειας και Περιβαλλοντική Πολιτική 11. Ενεργειακή Επιθεώρηση σε Νοσοκομειακή Μονάδα Καθηγητής Ιωάννης Ψαρράς Εργαστήριο Συστημάτων Αποφάσεων & ιοίκησης Γρ Ισόγειο Σχολής Ηλεκτρολόγων Τηλέφωνο: ,

2 Περιεχόμενα 11.2 Γενική Περιγραφή Κτιρίου Ενεργειακή Επιθεώρηση Προσδιορισμός Συντελεστή Θερμοπερατότητας Μετρήσεις με Καταγραφικό Εξοπλισμό Δράσεις Ενεργειακής Βελτίωσης Συμπεράσματα

3 Γενική Περιγραφή Κτιρίου (1/3) 11.3 Περιοχή: Αθήνα, Λ. Μεσογείων 24, Αμπελόκηποι Έτος κατασκευής: 1978 Χώρος Εμβαδόν (σε m 2 ) Υπόγειο, Ισόγειο ος Όροφος 249 Ισόγειο: Υποδοχή, Αίθουσες διδασκαλίας και κατάρτισης φοιτητών και ιατρών. 1 ος όροφος: Εξωτερικά ιατρεία, Διαβητολογικά και Κοινωνικής Ιατρικής. 2 ος, 3 ος, 4 ος, 5 ος Όροφος ος όροφος: Εξωτερικά ιατρεία Τμήματος Αύξησης και Ανάπτυξης. 6 ος ος Όροφος 232 Δώμα 41 Σύνολο ος, 4 ος, 5 ος όροφος: Διοικητικές / Οικονομικές υπηρεσίες και το σωματείο «Ανοιχτή Αγκαλιά». 6 ος όροφος: Εξωτερικά ιατρεία της μονάδας εφηβικής υγείας της Ιατρικής Σχολής Αθηνών.

4 Γενική Περιγραφή Κτιρίου (2/3) 11.4 Κύριες εξωτερικές όψεις Εσωτερικοί χώροι

5 Γενική Περιγραφή Κτιρίου (3/3) 11.5 Καταναλισκόμενες μορφές ενέργειας Ηλεκτρισμός Πετρέλαιο Κίνησης Συμπιεστές 4 x Bristol 3 Hp Πύργος Ψύξης Fan coils Κυκλοφορητές Φωτισμός Μηχανικοί Ανελκυστήρες Δικτυακοί Servers Ηλεκτρ. Υπολογιστές 2 x Λέβητες Thermostahl Kcal/h 2 x Boilers Lt

6 Ενεργειακή Επιθεώρηση (1/7) 11.6 Τιμολόγια 3ετίας 2008, 2009, 2010 ΔΕΗ και καταναλώσεων πετρελαίου, Καταγραφή εξοπλισμού κτιρίου, Απουσία μελέτης Θερμομόνωσης. Αλλαγ γές Ενοποίηση χώρων για τη δημιουργία ιατρείων, γραφείων κλπ Διπλοί υαλοπίνακες στις κύριες όψεις, 2009 Πύργος Ψύξεως, 2003 Συμπιεστές κλιματιστικής μονάδας, 2006 Λέβητες και Καυστήρες, 2009

7 Ενεργειακή Επιθεώρηση (2/7) Τιμολόγια Ηλεκτρισμού 11.7 Σταθερή ετήσια κατανάλωση kwh kwh θερινούς μήνες Συνολικές kwh / μήνα Πρόβλημα kwh Ιούλιο & Αύγουστο του 2008 Χημικός Καθαρισμός στο δίκτυο των συμπιεστών 7

8 Ενεργειακή Επιθεώρηση (3/7) Τιμολόγια Πετρελαίου Lt το 2008 & / Νέοι Λέβητες, EFF*= 92 % Παλιοί Λέβητες, EFF*= 78 % 11/2009 Νέοι Καυστήρες, Ηλεκτρονική Έναυση * EFF: Βαθμός Απόδοσης

9 Ενεργειακή Επιθεώρηση (4/7) Κόστος ενεργειακής κατανάλωσης κτιρίου βάσει τιμολογίων ΔΕΗ και Πετρελαίου σε / έτος η φορά το 2010 το κόστος του πετρελαίου είναι χαμηλότερο από αυτό της ηλεκτρικής ενέργειας Ηλεκτρική Ενέργεια ( ) Πετρέλαιο ( ) Σύνολο ( ) Μείωση του συνολικού κόστους ενέργειας το 2010 σε σχέση με τα έτη 2009 ( ) & 2008 ( ) λόγω μείωσης πετρελαίου Τιμή / Lit Πετρελαίου , , ,95

10 Ενεργειακή Επιθεώρηση (5/7) Εκτίμηση Καταναλώσεων ανά όροφο και είδος χρήσης (1/3) Κατανομή Ενέργειας Κλιματισμού ανά όροφο Ισόγειο σγ Λειτουργία μεγάλης μγάης ισχύος μονάδας Fan coil, υπεύθυνης για τον κλιματισμό όλου του ισογείου 1 ος, 2 ος, 3 ος, 4 ος, 5 ος ~ 11% λόγω Fan Coils 6 ος όροφος 15% λόγω χρήσης κλιματιστικών «split units» και όχι των Fan Coils του Κεντρικού Κλιματισμού

11 Ενεργειακή Επιθεώρηση (6/7) Εκτίμηση Καταναλώσεων ανά όροφο και είδος χρήσης (2/3) Κατανομή Ενέργειας Φωτισμού ανά όροφο 3. Κατανομή Ενέργειας Ηλεκτρικών Συσκευών ανά όροφο 1 ος, 2 ος, 6 ος : Ιατρεία κατανάλωση ~17% 3 ος, 4 ος, 5 ος : Γραφεία κατανάλωση ~10% 1 ος και 3 ος Όροφος server 24%, 26% αντίστοιχα

12 Ενεργειακή Επιθεώρηση (7/7) Εκτίμηση Καταναλώσεων ανά όροφο και είδος χρήσης (3/3) Είδος Χρήσης kwh Φωτισμός Κλιματισμός Ηλεκτρικές Συσκευές Σύνολο Η πραγματική κατανάλωση βάσει τιμολογίων 2010 ανήλθε στις kwh (-3,75%) 1 ος και 3 ος μεγαλύτερες καταναλώσεις Λειτουργία Server

13 Προσδιορισμός Συντελεστή Θερμοπερατότητας (1/7) Εξωτ. τοιχοποιία 26 cm (Υαλοβάμβακας 4cm) Εξωτ. τοιχοποιία 24 cm (Διογκ. Πολυστερίνη 3 cm) Εξωτ. τοιχοποιία 20 cm (χωρίς μόνωση)

14 Προσδιορισμός Συντελεστή Θερμοπερατότητας (2/7) Αδιαφανή Δομικά Στοιχεία (1/4) 1 ο Βήμα Εξωτ. τοιχοποιία 26 cm Τ.Ο.Τ.Ε.Ε ο Βήμα 3 ο Βήμα Στρώσεις Δομικού Πάχος Συντ. Θερμικής Θερμ. Αντίσταση Στοιχείου στρώσεως (d i ) Αγωγιμότητας (λ i ) (d i /λ i ) m W / (mk) (m 2 K) / W Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα 0,02 0,87 0,023 Οπτοπλινθοδομή 0,09 0,52 0,173 Υαλοβάμβακας 0,04 0,041 0,976 Οπτοπλινθοδομή 0,09 0,52 0,173 Ασβεστοκονίαμα 0,02 0,87 0,023 Σύνολο Σ d = 0,26 R Λ = 1,368 Ri = 0,13 Rα = 0,04

15 Προσδιορισμός Συντελεστή Θερμοπερατότητας (3/7) Αδιαφανή Δομικά Στοιχεία (2/4) 4 ο Βήμα Τ.Ο.Τ.Ε.Ε ο Βήμα ΔΟΜΙΚΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ Εξωτερική οριζόντια ή κεκλιμένη επιφάνεια σε επαφή με τον εξωτερικό αέρα (οροφές) Συντελεστής θερμοπερατότητας [W/m 2 K] ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΖΩΝΗ Α Β Γ Δ 0,50 0,45 0,40 0,35 Εξωτερικοί τοίχοι σε επαφή με τον 060 0, , , ,40 εξωτερικό αέρα Δάπεδα σε επαφή με το έδαφος ή με κλειστούς μη θερμαινόμενους χώρους 1,20 0,90 0,75 0,70 Ανοίγματα (παράθυρα, πόρτες μπαλκονιών 3,20 3,00 2,80 2,60 κλπ) Εκτός ορίων

16 Προσδιορισμός Συντελεστή Θερμοπερατότητας (4/7) Αδιαφανή Δομικά Στοιχεία (3/4) Εξωτ. τοιχοποιία 24 cm Εξωτ. τοιχοποιία 20 cm Στρώσεις Δομικού Στοιχείου Πάχος στρώσεως (d i ) Συντ. Θερμικής Αγωγιμότητας (λ i ) Θερμ. Αντίσταση (d i /λ i ) m W / (mk) (m 2 K) / W Ασβεστοκονίαμα 0,01 0,87 0,115 Οπλισμένο σκυρόδεμα 0,16 2,03 0,079 Διογκωμένη πολυστερίνη 0,03 0,04 0,75 Ασβεστοκονίαμα- 0,04 0,87 0,046 Μαρμαροκονίαμα Σύνολο Σ d = 0,24 R Λ =0,99 Στρώσεις Δομικού Στοιχείου Πάχος στρώσεως (d i ) Συντ. Θερμικής Αγωγιμότητας (λ i ) Θερμ. Αντίσταση (d i /λ i ) m W / (mk) (m 2 K) / W Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα 0,0202 0,87 0, Οπτοπλινθοδομή 0,09 0,52 0,173 Οπτοπλινθοδομή 0,09 0,52 0,173 Ασβεστοκονίαμα 0,02 0,87 0,023 Σύνολο Σ d = 0,22 R Λ =0,392

17 Προσδιορισμός Συντελεστή Θερμοπερατότητας (5/7) Αδιαφανή Δομικά Στοιχεία (4/4) Δώμα Δάπεδο σε επαφή με το έδαφος Στρώσεις Δομικού Στοιχείου Πάχος στρώσεως Συντ. Θερμικής Θερμ. Αντίσταση (d i ) Αγωγιμότητας (λ i ) (d i /λ i ) m W / (mk) (m 2 K) / W Γαρμπιλοσκυρόδεμα 0,05 1,10 0,045 Περλιτομπετόν ρύσεων 116 0,18 0,15 1,2 Roofmate 005 0,05 0,0303 1,67 Οπλισμένο Σκυρόδεμα 0,17 2,03 0,083 Ασβεστοκονίαμα 0,02 0,87 0,023 Σύνολο Σ d = 0,47 R Λ =3,021 Στρώσεις Δομικού Στοιχείου Πάχος στρώσεως (d i ) Συντ. Θερμικής Αγωγιμότητας (λ i ) Θερμ. Αντίσταση (d i /λ i ) m W / (mk) (m 2 K) / W Μαρμάρινη επένδυση 0,04 3,5 0,011 Οπλισμένο Σκυρόδεμα 0,17 2,03 0,083 Σύνολο Σ d = 0,21 R Λ =0,094094

18 Προσδιορισμός Συντελεστή Θερμοπερατότητας (6/7) Διαφανή Δομικά Στοιχεία

19 Προσδιορισμός Συντελεστή Θερμοπερατότητας (7/7) α/α Μέσος Συντελεστής Θερμοπερατότητας Περιβλήματος (U m ) Δομικό στοιχείο Επιφάνεια A j σε m 2 Συντελεστής θερμοπερατότητας U j σε W/m 2 K * A j * U j 1 Εξωτερικοί τοίχοι 26 cm 453,99 0,75 340,49 2 Εξωτερικοί τοίχοι 24cm 358,24 0,96 343,91 3 Εξωτερικοί τοίχοι 20 cm 87,86 1,88 165,18 4 Δίδυμος μςυαλοπίνακας 6mm αέρα 325, , , Κούφωμα με φύλλα αλουμινίου 43 5,91 254,13 6 Εξωτερική πόρτα από μέταλλο 4,18 6,1 25,50 7 Δάπεδο σε επαφή με το έδαφος 323 3, ,47 Οριζόντιες επιφάνειες 8 και οροφές που χωρίζουν θερμαινόμενο χώρο από τον 282 0,41 115,62 ελεύθερο αέρα Σύνολο 1.877, , b=1 (ενιαίος θερμαινόμενος χώρος) ) U m =1,92 W/m 2 K ,1 λόγω συμβατικού τρόπου θεώρησης της τιμής των θερμογεφυρών στα επιμέρους δομικά στοιχεία

20 Αποτελέσματα με καταγραφικό εξοπλισμό (1/7) Θερμοκάμερα (1/4) Εξωτερική Θερμογράφηση, 11/3/2011 (Εξ. Θερμ: 9 ο C, Εσ. Θερμ. 22 ο C 24 ο C) Κύριες όψεις προς Λεωφ. Μεσογείων & Αγίου Θωμά

21 Αποτελέσματα με καταγραφικό εξοπλισμό (2/7) Θερμοκάμερα (2/4) Εξωτερική Θερμογράφηση, 11/3/2011 (Εξ. Θερμ: 9 ο C, Εσ. Θερμ. 22 ο C 24 ο C) Όψεις προς τον ακάλυπτο χώρο

22 Αποτελέσματα με καταγραφικό εξοπλισμό (3/7) Θερμοκάμερα (3/4) Εξωτερική Θερμογράφηση, 15/3/2011 (Εξ. Θερμ: 16 ο C, Εσ. Θερμ. 22 ο C 24 ο C) Όψεις δώματος

23 Αποτελέσματα με καταγραφικό εξοπλισμό (4/7) Θερμοκάμερα (4/4) Εσωτερική Θερμογράφηση, 15/3/2011 ( Εξ. Θερμ: 16 ο C, Εσ. Θερμ. 22 ο C 24 ο C) Όψη τοιχίου 1 ου Ορόφου (Διαβητολογικό) Όψη γωνίας ιατρείου του 6 ου Ορόφου Όψη σωληνώσεων νερού στο Υπόγειο

24 Αποτελέσματα με καταγραφικό εξοπλισμό (5/7) Αναλυτής Καυσαερίων Νοσοκομείο Παίδων Α. & Π. Thermostahl LD 140 Κυριακού, Μεσογείων 24 Riello Guilliver RG4S Ισχύς Λέβητα kcal/h (Αριστερά) Ημερομηνία kcal/h (Δεξιά) Ώρα 12:12:40 12:21:40 Είδος Καυσίμου Diesel Κίνησης Επιτρεπτά Όρια Θερμ.Καυσαερίων 186 o C 129 o C o C Θερμ. Χώρου 25,8 o C 27,5 o C Οξυγόνο -O % 4.5 % CO % 12.2 % 10 % SMOKE (Brigon scale 0-9) CO 5 ppm 11 ppm < 60 ppm NO 61 ppm 61 ppm < 65 ppm NOx 64 ppm 64 ppm < 65 ppm Περίσσεια αέρα λ 36,6% 27,4% Απώλειες Καυσαερίων 7.1 % 4.2 % < 11 % Βαθμός Απόδοσης EFF (N) 92,99 % 95,8 % Πρόβλημα Δυσλειτουργία στο σύστημα ψεκασμού πετρελαίου Αντικατάσταση μπεκ Έλεγχος συστήματος καύσης Άριστος Βαθμός Απόδοσης

25 Αποτελέσματα με καταγραφικό εξοπλισμό (6/7) Αναλυτής Ηλεκτρικής Ενέργειας (1/2) Σύνδεση στην κεντρική παροχή Χ.Τ., 23-30/5/2011, Μέγιστη Εξ. Θερμ.: ο C Φορτίο Αιχμής: 58 kw Φορτίο Βάσης: 21 kw (Δικτυακοί Servers) Συντελεστής Ισχύος: min 0, Εβδομάδ δα Μαΐου Ενεργό ός-άεργος Ισχύς (kw kva) ευτέρα Τρίτη Τετάρτη Πέμπτη Παρασκευή Σάββατο Κυριακή ευτέρα ,88 0,68 0,52 0,36 0,2 Συντελεσ στής Ισχύος

26 Αποτελέσματα με καταγραφικό εξοπλισμό (7/7) Αναλυτής Ηλεκτρικής Ενέργειας (2/2) Πέμπτη 26/5/ , Άριστος Συντελεστής Ισχύος & Αρμονικές Ρεύματος και Τάσης πυκνωτές αντιστάθμισης (kw kva A) Ενε εργός-άερ ργος Ισχύς 42 0, , ,36 0 0,2 Σάββατο 28/5/ , , , ,36 0 0,2 Συντ ελεστής Ισ σχύος Φυσιολογική λειτουργία Συμπιεστών Πρόβλημα Διπλασιασμός Φορτίου Βάσης Νοσοκομείου τις ώρες που δεν λειτουργεί 20:00-6:00, καθημερινές και όλο το Σ/Κ Από 21 kw 40 kw, ανά 20λεπτο Κατανάλωση + 19 kw λόγω λειτουργίας συμπιεστών χωρίς φορτίο

27 Δράσεις Ενεργειακής Βελτίωσης (1/7) Φωτισμός (1/2) Αντικατάσταση μαγνητικών Ballast με ηλεκτρονικά Εξοικονόμηση 25% Διπλάσια διάρκεια ζωής λαμπτήρων Ρύθμιση Φωτεινότητας Σύνδεση σε B.M.S. Δυνατότητα σύνδεσης ύδ πολλών λαμπτήρων Αρχικό Κόστος Επένδυσης: Εξοικονόμηση: ο kwh Ετήσια Εξοικονόμηση: 1.052

28 Δράσεις Ενεργειακής Βελτίωσης (2/7) Φωτισμός (2/2) Αντικατάσταση λαμπτήρων T8 με Τ5 Προϋποθέτει αντικατάσταση ballast με ηλεκτρονικά Εξοικονόμηση 28% Αρχικό Κόστος Επένδυσης: Εξοικονόμηση: kwh Ετήσια Εξοικονόμηση: η Εγκατάσταση Αισθητήρων Κίνησης Περιορισμός Άσκοπης χρήσης φωτισμού στους διαδρόμους, στις κουζίνες, στο λεβητοστάσιο και στα φωτοτυπικά 70 / αισθητήρα Αρχικό Κόστος Επένδυσης: Εξοικονόμηση: kwh Ετήσια Εξοικονόμηση: 315

29 Δράσεις Ενεργειακής Βελτίωσης (3/7) Κτιριακό κέλυφος (1/2) Θα εναρμονιστεί το κτίριο με τον κανονισμό της Τ.Ο.Τ.Ε.Ε (U = 2 max 0,5 W / m K) Εξωτερική Θερμομόνωση σε όλο το κέλυφος Τοιχία Uπριν U μετά 26 cm 0,65 0,3 24 cm 0,86 0,34 20 cm 1,78 0,43 Μεγάλο αρχικό κόστος κεφαλαίου Συνολική Επιφάνεια: 896 m 2 Εξοικονόμηση: kwh Ετήσια Εξοικονόμηση: 2.551

30 Δράσεις Ενεργειακής Βελτίωσης (4/7) Κτιριακό κέλυφος (2/2) Εξωτερική Θερμομόνωση σε τμήμα του κελύφους (δύο κύριες όψεις) Μικρότερο αρχικό κόστος κεφαλαίου: : Συνολική Επιφάνεια: 596 m 2 Εξοικονόμηση: : kwh Ετήσια Εξοικονόμηση: Συντελεστής θερμοπερατότητας 2,8 W/m 2 K < 3,3 W/m 2 K εναρμόνιση με Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. Συνολική επιφάνεια 52 m 2 Κόστος 115 / m 2 Μικρό όφελος εξοικονόμησης ενέργειας: 585 kwh Υψηλό κόστος αρχικής επένδυσης: Ετήσια Εξοικονόμηση: η 142 Αντικατάσταση ρμ η μ υαλοπινάκων όψης ακαλύπτου διπλά τύπου , ενέργειας: 585 διακένου αέρα 11.30

31 Δράσεις Ενεργειακής Βελτίωσης (5/7) Θέρμανση / Ψύξη Μικρό αρχικό κεφάλαιο: Μείωση κόστους 20 % στην τιμή του καυσίμου (πετρέλαιο κίνησης) Μείωση ετήσιου κόστους 11 % Ετήσια Εξοικονόμηση: Αερίου Συνεχής παροχή καυσίμου Χρήση υπάρχοντος εξοπλισμού Εγκατάσταση Φυσικού Εγκατάσταση Ηλιακών Συλλεκτών για το ΖΝΧ Μικρό αρχικό κεφάλαιο: Εξοικονόμηση Lt πετρελαίου (-15% της συνολικής κατανάλωσης) Μείωση ετήσιου κόστους 8% Ετήσια Εξοικονόμηση: Χρήση υπάρχοντος εξοπλισμού Εγκατάσταση Χρονοδιακόπτη για τη λειτουργία του συστήματος ψύξης Ελάχιστο αρχικό κεφάλαιο: 150 Εξοικονόμηση kwh (15%) Μείωση ετήσιου κόστους 8,2,2% Ετήσια Εξοικονόμηση: Χρήση υπάρχοντος εξοπλισμού

32 Δράσεις Ενεργειακής Βελτίωσης (6/7) Εγκατάσταση Φωτοβολταϊκών γεννητριών στο δώμα ισχύος 9,6 kwp Απόσβεση Επένδυσης σε 6,2 έτη Ευνοϊκοί όροι δανειοδοτησης Σταθερό Οικονομικό όφελος για 25 έτη Σχεδόν μηδενικό κόστος συντήρησης Πλέον αποδοτική αξιοποίηση χώρου 48 Φ/Βτων 200 Wp, 88 m 2 Αρχικό κόστος επένδυσης: Συνολική ετήσια παραγωγή: kwh

33 Δράσεις Ενεργειακής Βελτίωσης (7/7) Προτεινόμενη Δράση Αρχικό Κόστος ( ) Ετήσιο Όφελος ( ) Φωτισμός (Ν=10) ΚΠΑ ( ) ΕΒΑ (%) ΕΠΑ (έτη) Αντικατάσταση Ballast με ηλεκτρονικά ,15 Αντικατάσταση λαμπτήρων T8 με Τ < 0 22,76 Εγκατάσταση αισθητήρων κίνησης ,14 Κτιριακό κέλυφος (Ν=25) Εξωτερική θερμομόνωση όλου του κελύφους Εξωτερική θερμομόνωση τμήματος του κελύφους Αντικατάσταση παλαιών υαλοπινάκων , ,8 32,8 Αντικατάσταση παλαιών υαλοπινάκων < 0 >50 Θέρμανση / Ψύξη (Ν=10) Εγκατάσταση Φυσικού Αερίου >> 40 1,2 Εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών για ΖΝΧ Εγκατάσταση χρονοδιακόπτη στο σύστημα ψύξης Εγκατάσταση Φ/Β γεννητριών στο Δώμα >> 40 1, >> 40 << 1 έτος Λοιπές δράσεις (Ν=25) (Μεταβλητή) ,2

34 Συμπεράσματα Βελτιωτικές δράσεις χαμηλού κόστους στη θέρμανση/ψύξη θα προσφέρουν σημαντικότατη εξοικονόμηση ενέργειας και μεγάλο οικονομικό κέρδος έδ Βελτιωτικές δράσεις στο φωτισμό θα προσφέρουν ρ σημαντική εξοικονόμηση Η επένδυση σε Φ/Β γεννήτριες είναι βιώσιμη και άκρως συμφέρουσα Το κτιριακό κέλυφος δεν παρέχει επαρκή μόνωση Οριακά βιώσιμη η δράση ολικής εξωτερικής θερμομόνωσής του Η συνεισφορά του ανθρώπινου παράγοντα στη βελτίωση της ενεργειακής αποδοτικότητας είναι καθοριστική